TT系统的接触电压讨论

cosφ

经过任元会老先生的大力宣传，有关TN系统的接触电压的等效电路分析已经很清楚了，却很少看见TT系统的类似分析，假设TT系统的RCD由于某些原因拒动，此时末端设备发生绝缘损坏导致外壳带电，预期接触电压为多少？如果有人触摸到设备外壳，通过人体的故障电流该如何计算？

荣知事

TN系统是无法保证电气外露可导电部分和大地处在一个合理的电位差水平。所以，必须将碰触故障演变为相短路故障，以切断电源达到保护目的。
TT系统是以短接电气外露可导电部分与大地之间的电位差，达到保护目的的。所以，接触电压很小，通过人体的电流可以忽略。当然，TT系统保护范围是有限制的，电气外露可导电部分接地，应该是就近直接接地。不可以PE一点接地涵盖整个系统。与RCD动作无关，不需要切断电源。
在高压系统电气外露可导电部分也需要就近直接接地，它也不以切断电源为保护手段。当然，它不属于TT系统，但是保护的原理是相同的。

齐格斐

不考虑导线等其它阻抗，不做等电位，接地电阻取基本值，220*10/（4+10）。

cosφ

荣知事 发表于 2019-10-6 09:32
TN系统是无法保证电气外露可导电部分和大地处在一个合理的电位差水平。所以，必须将碰触故障演变为相短路故 ...

当TT系统外露可导电部分带电时，被人触摸到时，不会发生电击事故？

荣知事

cosφ 发表于 2019-10-8 21:58
当TT系统外露可导电部分带电时，被人触摸到时，不会发生电击事故？

不会！ 只要正确理解 TT 系统的性质，正确地按照 TT 系统要求去做，不会有电击事故的。因为这时候，电气外部可导电部分与人站的大地，已经被专门导线所短接，通过人体的电流可以忽略。这就好比一个法拉第笼子，人在笼子里面，笼子是很好的导体，外面的电场是伤不到人的。
如果电气设备侧接地，与电气设备距离很远，达不到电气外露可导电部分与大地短接效果，则另当别论。也可以说没有达到 TT 系统要求。
靠切断电源的是 TN 系统，靠短接作用的才是 TT 系统。

cosφ

荣知事 发表于 2019-10-9 09:38
不会！ 只要正确理解 TT 系统的性质，正确地按照 TT 系统要求去做，不会有电击事故的。因为这时候，电气 ...

“已经被专门导线所短接“，是什么意思不太明白，拿TT系统的路灯金属灯杆来说，灯杆基础埋地作为接地极，就已经符合TT系统的要求了，人站立在灯杆旁，触摸到带电的灯杆，就会发生电击事故，灯杆和土壤是有压差的，因为土壤虽说是导电的，但土壤也是有电阻的，

荣知事

cosφ 发表于 2019-10-11 20:57
“已经被专门导线所短接“，是什么意思不太明白，拿TT系统的路灯金属灯杆来说，灯杆基础埋地作为接地极， ...

路灯金属杆本身固定在地上，这个接地是不可靠的。需要路灯金属杆通过导体与有一个符合要求的接地体，（也就是接地流散电阻符合要求的）可靠连接。你人再怎么站在地上，这个流散电阻是可以不计的。这时，路灯金属杆与金属杆附近的大地之间的电位是相等的，人碰触路灯金属杆不会有电流流经人体，或许流经人体电流很微小，可以忽略。这就是 TT 系统基本性质。
再牢固的铁塔基础也不能作为接地体，需要专门设置一个流散电阻达标的接地体，与铁塔可靠连接，而且不能超过有效范围。如果铁塔占地面积过大，还需要分别设置接地体。

荣知事

户外金属构件设施，特别是象电线杆（铁塔，路灯杆）之类设备，不仅需要考虑电源碰触，还需要防范感应电势。所以，不做有效接地，是不安全的。那种希望用RCD得以防范电击事故，是不完全的，也做不到。更不能随意增加接地电阻要求，这样是很危险的。

cosφ

貌似室外道路照明路灯，都是利用灯杆做接地极，没有另外用导体去连接接地极。

荣知事

cosφ 发表于 2019-10-14 21:59
貌似室外道路照明路灯，都是利用灯杆做接地极，没有另外用导体去连接接地极。

是否看到标准的路灯杆上的接地螺栓了？如果只是把路灯杆固定在地上，哪不是TT。

cosφ

我的理解，流散电阻很小，指的是，以灯杆为中心20米远的半球形处，电位接近于零。但灯杆附近地面与灯杆本身还是有电阻的，而且电位差还很大，有接触电压。

荣知事

cosφ 发表于 2019-10-17 21:36
我的理解，流散电阻很小，指的是，以灯杆为中心20米远的半球形处，电位接近于零。但灯杆附近地面与灯杆本身 ...

你的理解基本是对的。但是，关键部分有些混淆。
土壤也是有电阻的，它的电阻计算；R=ρ×（L/S），  ρ 的单位是 Ω·m ，一般是两位数到三位数。
大地截面积是无限的。但是，接地桩的横截面积是有限的。接地桩向外延伸，长度增加，面积也增加，而且面积增加速度大于长度增加速度，其增加过程与ΔL/ΔS有关。当 S 趋向无穷大时，L/S 等于零。从接地桩开始，到20米处，理论上认为大地面积为无穷大。20米以外电阻有增加，但是增加很小，忽略不计。所以，大地电阻除了这个流散电阻，就等于零。
那么大地电阻为零，但是从接地桩开始到20米处电阻是逐渐增大的，这就是“ 流散电阻 "总和。一般低压系统接地电阻要求是 4 Ω 。也就是说：从20米开外看接地桩，大地电阻是 4 Ω，从接地桩看20米开外，大地电阻从0开始累积到 4 Ω，这是一个渐变过程。接地桩周围一定范围内，电阻可以看作 0。站在接地桩保护范围以内，就等于站在接地导线上，是一个等电位状态，人的安全是有保证的。
如果接地电阻达不到要求，只是路灯杆子的固定螺栓，或者接地电阻是150 Ω。那么这个零电阻的范围就会很小（甚至只有路灯杆本身是零电阻），人身安全是得不到保障的。

cosφ

解释的非常到位，要是有一个图来说明这个流散电阻的分布就好了，比如0~20米，以及20米以外的流散电阻值的统计。如果用R=ρ×（L/S）来计算流散电阻，那么应该是越靠近接地极的电阻越大，而不是均匀分布，不知道这么理解对不对。

荣知事

cosφ 发表于 2019-10-20 10:05
解释的非常到位，要是有一个图来说明这个流散电阻的分布就好了，比如0~20米，以及20米以外的流散电阻值的统 ...

      解释一下 R=ρ×（L/S）； 当 L 等于0，或者说, L 在保护范围以内。那么 R=0。
如果 S 趋向无穷大，L/S=0，R=0 。 但是，并不说明接地电阻就等于0了，20米以内的电阻还是存在的，只说明20米以后电阻不增加了。
当然，越靠近接地桩，接地电阻变化幅度会大一些。但是，在一定范围以内，这个电阻在整个接地电阻中所占比例很小，分得的电压很小，小于安全电压。所以，TT 保护范围是有限的，一般是伸臂距离。一点 TT 全系统都 TT 是不现实的。
参考下面接地电阻测量原理图；

EH 距离为40米，ES 距离为20米。E 与 H 加一个电动势，输出电流，通过 EH 构成回路。测量 ES 之间的分压，就是接地电阻。如果 S 很靠近 E 分得的电压就很小，接地电阻也很小。S 从 E 开始向 H 移动，电阻开始变大。但是，变化速度慢慢变小，20米以后的变化很微小，可以忽略，电阻也不再增加。这部分电阻，成散发形分布，称接地桩 “流散电阻” 。

cosφ

感谢分析和解释！这样的话，我理解假设TT系统设备末端接地施工不规范，接地电阻较大，那么就有可能发生电击事故了。